[其他]顆粒狀金屬的組合物

無效

• 申請號: 87106831
• 申請日: 1987-09-24
• 公開（公告）號: CN87106831A
• 公開（公告）日: 1988-04-13
• 發明（設計）人: 理查德·邁克爾·喬丹;伊恩·羅伯特·休斯;特里維·考特尼·威利斯
• 申請（專利權）人: 艾爾坎國際有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊麗琴

本發明涉及顆粒狀的組合物，其中顆粒具有連續的金屬相，例如鋁合金。

歐洲專利申請說明書EPA105595介紹了含有許多Cr、Zr和Mn元素的鋁合金。熔融合金通過快速冷卻，例如用噴霧或噴濺澆鑄產生顆粒狀的固體，其中大部分的合金添加劑保持在固溶體內。用粉末冶金工藝可以將此材料壓實成一種產品，該產品可以在300℃至500℃的溫度范圍內時效硬化，并且在150℃至450℃長時間保持產品的強度。

歐洲專利申請說明書EPA128260介紹了采用金屬蒸汽制造小于10微米的組合物顆粒的技術。

英國專利GB2115014介紹了熔融金屬液滴與細粒耐火材料結合制造塊狀（即不是顆粒）產品的方法。

聯邦德國專利DE2124199介紹了制造金屬粉末的噴霧方法，其顆粒表面涂有細粒的耐火材料。

歐洲專利申請說明書EPA147769介紹了用物理方法合金化制造具有細粒耐火材料的鋁合金顆粒狀組合物的方法。

英國專利GB1548616是有關制造噴霧沉積預制坯的專利系列之一，由此預制坯通過例如鍛造、壓制或機械加工可以生產精密尺寸的制品。用高速氣流霧化熔融金屬合金流，并且把所得到的熱金屬顆粒霧射向成形的收集表面而形成凝固的沉積物。該專利介紹了一部分顆粒如何未能射中靶子，而聚積成過噴材料的粉末或團塊，它們既不便于回收，而且不言而喻，也不能用于別的用途。

歐洲專利申請說明書EPA198607介紹了制造金屬基體組合物的方法，它包括以下的步驟：用相當冷的氣體射向熔融金屬流，使熔融金屬流霧化而形成熱金屬顆粒的霧;向該金屬流或霧導入不同金屬成分材料的細固體顆粒;以及以凝固于收集表面的形態沉積具有上述細顆粒摻入其中的金屬。細顆粒材料提高了金屬基體的物理性能和機械性能。金屬可以是鋁，顆粒材料可以是SiC。

當按歐洲專利申請說明書EPA198607的方法操作時，通常有部分的金屬顆粒不沉積在收集表面上，并且在下游聚積成粉末或團塊。本發明基于如下有關過噴的觀察，當細碎的耐火材料導入熔融金屬流或霧時，發現耐火材料不僅存在于收集表面上形成的凝固沉積物內，而且也夾雜在過噴的金屬中。該耐火材料存在于過度噴涂中，不僅在凝固的金屬顆粒表面上，而且相當均勻地分布在顆粒的內部。這種觀察結果是意想不到的，以前沒有認識到耐火材料在沉積到收集表面之前竟會與熔融的金屬霧結合在一起。實際上，上述現有技術從未指出會發生此種結合現象。

本發明提供了由熔融金屬滴與細粒耐火材料結合制成的顆粒狀組合物，其中顆粒含有連續的金屬相，以及溶合在連續相內的耐火材料的彌散相。

當金屬是鋁合金時，本發明具有特別的重要性，因為霧化熔融鋁合金的技術發展得相當好。但是本發明也適用于能夠噴霧呈熔融滴狀的其他一些材料，例如，鋼、鎳、鈷、銅、鈦和鎂。

由熔融金屬滴與細粒耐火材料結合制造了顆粒狀組合物。甚至當在惰性氣氛中進行噴霧澆鑄時，就鋁合金而論，產生的顆粒必然至少具有薄的氧化物覆蓋在它們的表面上。如果不在細粒耐火材料中故意添加氧化物的夾雜物，則顆粒中通常不會含有任何內在的氧化物夾雜物。相反，由物理方法合金化制造的鋁合金顆粒狀組合物卻必然含有內在的氧化物夾雜物。

組合物的顆粒一般具有10至500微米范圍的粒徑，最好有20至80微米的平均直徑。正如在該技術領域中所知的，當用噴霧澆鑄形成顆粒時，可以通過控制霧化的條件控制顆粒的直徑。雖然顆粒可以是壓平的，例如，噴濺澆鑄的結果，但是組合物的顆粒最理想的是球狀的。

耐火材料可以是熔點比該金屬高的別的金屬，但是最理想的是氧化物、硼化物、碳化物或氮化物。眾所周知，就這一類陶瓷材料而言，其中一些稱之為難熔金屬，并且最好的實例包括SiC、Al₂O₃、MgO、TiC和碳化硼。這些耐火材料最好以顆粒狀態使用，顆粒的平均直徑小于50微米，直至亞微米尺寸。5至20微米的顆粒往往便于使用。

在組合物顆粒中，彌散相和連續相最好分別為0.5至50%和99.5至50%的體積濃度。尤其在使用10至30%的體積濃度時，高強度高模量的難熔粉末能賦與組合物相當大的強化和模量性能。

基體金屬可以是含有一種或多種普通時效硬化成分和固溶強化成分的鋁合金，例如Zn、Mg、An、Si、Li，并且為了達到晶粒細化目的也可任意含有一種或多種過渡金屬元素。